A PTC Creo megoldásával javítja a gyártást és tervezést a Cupra

A Cupra egy 2018-ban indult, kihívó és rendhagyó márka. A márka alapját az izgalmas stílus és a kortárs teljesítmény adja, így innovatív járműveket és élményeket kínál a felhasználók számára. A 2021-es szezonban a Cupra 70 versenyen vett részt a TCR világ-, európai-, valamint nemzeti versenysorozatai és bajnokságai során. Emellett folytatta villamosítási stratégiáját az Extreme E és a Pure ETCR segítségével. Technológiai szakértelmének első próbája a Cupra e-Racer elektromos személyautó megalkotása volt. A márka célja az volt, hogy tanulmányozza azokat a nagy teljesítményű elektromos motorokat, amelyeket később utcai autókban alkalmaznak majd.

Az autóversenyzésben minden kanyar, gyorsítás és előzés mögött egy olyan pilóta ügyessége áll, akit arra képeztek ki, hogy a pálya minden szakaszán felülmúlja önmagát. Ezenkívül ott van egy mérnöki csapat munkája is, akik feladata, hogy az innováció tervezési folyamatba való beépítésével minden nap egyre versenyképesebb autókat készítsenek. Pontosan ez a Cupra szakterülete. A PTC Creo CAD és Windchill PLM szoftverének köszönhetően sikerült optimalizálnia a járműalkatrészek tervezését és gyártását, így olyan nagy teljesítményt ért el, amely tartósan nyomot hagy a versenypályákon.

Kihívások, amikkel régebben szembesültek

• Nem sikerült összetett komponenseket létrehozni 3D-ben
• A 2D tervezési folyamat számos hibát okozott
• Nem hatékony alkatrész- és adatkezelés a termék teljes életciklusa során
• Nem tudtak elég gyorsan innoválni és optimalizálni
• Nem voltak képesek pontosan azonosítani a lehetséges problémákat

Eredmények a Creo alkalmazásával

• 15 százalékos alkatrészköltség-csökkenés
• A Cupra tervezési folyamatának átalakítása
• Kevesebb hiba a szorosan integrált termékirányítási rendszernek köszönhetően
• Egyes esetekben az alkatrészeket mindössze két hét alatt fejlesztették ki és küldték el a gyártásba

A képernyőről a valóságba

Ahhoz, hogy egy autó versenyképes legyen a pályán, rendkívül sok órányi erőfeszítésre és odaadásra van szükség. Ennek a munkának egy része a járműalkatrészek tervezésének és létrehozásának folyamatához kapcsolódik.

Ez a feladat a Cupra esetében 1998-ban ért fordulóponthoz, amikor elkezdtek a PTC parametrikus szoftverével, akkori nevén a Pro/Engineerrel dolgozni. A szoftver használata előtt a Cupra csapata nem tudott megtervezni bizonyos alkatrészeket, azok összetettsége miatt. A PTC parametrikus szoftvere biztosította számukra a képességeket, amelyekre az alkatrészek sokkal gyorsabb fejlesztéséhez, és teljesítményük teszteléséhez szükségük volt.

„A PTC parametrikus szoftver használatának megkezdése átütő erejű volt. Teljesen megváltoztatta a tervezésünket. Növekedett a hatékonyságunk, és a változtatásokat könnyebb volt végrehajtani. Emellett drasztikusan csökkentette az alkatrészek fejlesztési és átfutási idejét, valamint növelte azok minőségét" - mondta Jaume Tarroja, a Cupra Racing teljes járműtervezésért felelős vezetője.

Exponenciális fejlődés a PTC Creo szoftverrel

Kezdetben csak a szoftverben található alapfunkciókat használták. Később, a magasabb követelményekkel párhuzamosan egyre több modult adtak hozzá, hogy sokkal kényelmesebbé és gyorsabbá tegyék a munkát a járműveik új alkatrészeinek tervezésekor.

„Régebben 2D-ben terveztük az alkatrészeket, majd elküldtük őket gyártásra, az ebből adódó hibákkal együtt. Most már 3D-ben nézhetjük meg az autót az összes alkatrész összeszerelése után. Gyakorlatilag az egész autót megjeleníthetjük a számítógép képernyőjén. Módosíthatjuk is, anélkül, hogy megváltoztatnánk a formatervét, mindezt egy teljesen stabil környezetben. Ez hatalmas előrelépés volt számunkra" – mondta el Tarroja.

A Cupra csapata teljes mértékben kihasználja a Creo szoftver előnyeit, az alábbi négy terület mégis kiemelkedik:

• Top-Down tervezés: A felülről lefelé irányuló tervezés a mérnökök számára egy vázmodellt biztosít a járművek általános szerkezetének meghatározásához. Ezáltal a mérnökök megtervezhetik és összeszerelhetik az alkatrészeket, úgy, hogy ha a vázmodell újratervezésére vagy módosítására kerül sor, a változások automatikusan átvezetésre kerülnek az összes alkatrészen. Annak köszönhetően, hogy a vázmodell tartalmaz egy kinematikai mechanizmust, a mérnökök gyorsan szimulálhatják a jármű tényleges mozgását, az alkatrészek közötti esetleges interferencia vagy ütközés meghatározásához. A Cupra számára ez egy meghatározó faktor, amellyel sok hibát és több órányi tervezési ismétlést takarítanak meg.
• Végeselemes alkatrész-szimuláció. Ez az opció lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy szimulálják az alkatrészekre ható igénybevételt valós helyzetben. Nagyon pontos képet ad arról, hogy a tervezés megfelelő-e, a lehetséges gyenge pontokkal együtt.
• Lemeztervezés. Egyszerűsíti a fém alkatrészek létrehozását. A kezdetektől fogva segít a Cuprának abban, hogy könnyebb, nagyobb teljesítményű, jobb eredményeket és gazdasági megtakarításokat biztosító alkatrészeket tervezzen.
• Csővezetékek és kábelezés: lehetővé teszi az elektromos vezetékek és a hűtés elrendezésének szimulálását. Ez nagy előrelépés volt a Cupra számára. Korábban egy prototípust modelleztek és szállítottak a beszállítónak, aki aztán reprodukálta azt. Most a PTC szoftverének köszönhetően a Cupra mérnökei képesek mindenről szimulációt készíteni a számítógépen, beleértve a vezetékrendszert és a csővezetékeket is, így amikor az alkatrészt legyártják, minden elsőre jól működik.

Érdemes megemlíteni a parametrikus felület és a freestyle funkciót, amelyet a Cupra esetében az alkatrésztervezésben használnak. A funkció lehetővé teszi az alkatrészek görbéinek és formáinak szabad formázását. Ennek eléréséhez olyan, úgynevezett subdivision modeling funkciót használ, amely nagyobb felületi kontrollt és finomabb részlettervezést biztosít a meglévő, környező forma megváltoztatása nélkül.

Mindezen képességek mellett a Cupra tervezi a versenyképességüket növelő, új PTC Creo funkciók alkalmazását is. A bevezetésre kerülő új modulok közé tartozik az AI vezérelt generatív tervezés, az additív gyártáshoz optimalizált tervezés és a viselkedés alapú modellezés. Ahogy Tarroja fogalmaz: „a mechanikus alkatrészek környezetében a PTC Creo páratlan stabilitást és pontossági szintet kínál számunkra".

Továbbá a Cupra támogatja a PTC Windchill PLM szoftverét is. A Windchill egy olyan információkezelő rendszer, amely lehetővé teszi az adatok és folyamatok költséghatékony integrálását az alkatrész teljes életciklusa során, a kezdeti ötlettől kezdve a tervezésen és gyártáson át egészen a termék végső karbantartásáig.

A Cupra 2014-ben vezette be ezt a megoldást, ami hatalmas előrelépést jelentett a termékmenedzsment számára. A Windchill segítségével lehetőség van egy alkatrész vagy egy teljes jármű módosítására, és egy egyszerű kattintással az egész csapat számára elérhetővé válik a legújabb verzió. Így csökkenthető a hibák száma és szükséges idő mennyisége.

Két évtizede optimalizálják az alkatrészek tervezését és gyártási folyamatát

A PTC-megoldások több mint húsz éves használata után a Cupra nagyon elégedett az eredménnyel. Ahogy Tarroja mondja: „A verseny világában az előző évben készített autót kell javítani. Folyamatos fejlesztésre van szükség a gyártási költségek csökkentése érdekében”. A PTC megoldásai pedig kulcsszerepet játszottak ebben. „Mindig azt láttuk, hogy a PTC tervezőeszközei az iparággal együtt fejlődtek, ami növelte a fejlesztési lehetőségeinket".

A Cupra a fentieken kívül további előnyöket is tapasztal. Növelte hatékonyságát az alkatrésztervezésben. „Képesek vagyunk az alkatrészt a számítógépen 3D-ben létrehozni, és az alkatrész gyártása előtt elvégezni az összes terheléses vizsgálatot, így csökkenthetjük a tervezési hibákat. Ennek köszönhetően a gyártáskor az alkatrész elsőre tökéletesen működik. Tehát egy új jármű piacra kerülésének ideje több mint húsz százalékkal csökkenthető" - mondta Tarroja.

Ezzel párhuzamosan a Cupra képes volt csökkenteni az alkatrészek tömegét és optimalizálni a tervezési folyamatot. Az alkatrészek tömege általában körülbelül tíz százalékkal optimalizálható anélkül, hogy mechanikai tulajdonságaik csökkennének. Ezt nagyrészt a végeselemes moduloknak köszönhetően sikerült elérni. Összességében ez az alkatrészek körülbelül 15 százalékos költségcsökkentését biztosítja, köszönhetően a Creo kiváló lemeztervezési képességeinek.

Végül a tervezési és gyártási idő is csökkent. Erre egyértelmű példa az első tengely összes elemét összekötő, nagy bonyolultságú alkatrész, a tengelycsonk fejlesztése. A PTC Creo szoftvereszközeinek használatával a Cupra csapata úgy javította az alkatrészt, hogy csökkentette a tömegét, és megtartotta a mechanikai tulajdonságait. Így, ahogy Tarroja magyarázza: „Bár az alkatrész fejlesztési ideje az alkatrész összetettségétől és mennyiségétől függően változik, a PTC Creo segítségével két héten belül elkészülhet az alkatrész gyártásra kész állapotban".

Egyszóval a Cupra a PTC Creo szoftverrel a versenyzés világát viheti előre.